赵霜红
草原是甘肃太子山国家级自然保护区(以下简称太子山保护区)生态系统组成部分,发挥着防风固沙、保持水土、涵养水源、固氮储碳、净化空气、调节气候、维护生物多样性等生态功能。为查清草原资源种类、数量、质量和功能等详细数据信息,太子山保护区先后开展了林草种质资源普查和林草生态综合监测调查,本文立足调查结果,对保护区天然草原资源分布及生长状况进行评价分析。
太子山保护区位于临夏回族自治州与甘南藏族自治州之间,地理位置介于北纬35°02′~35°36′之间,东经102°43′~103°42′,呈狭长形,东西长约100 公里,南北宽约10 公里,总面积84700 公顷。海拔在2200 米~4332 米之间,主要由太子山脉发源而来的一系列山峰和沟谷组成。温带大陆性气候,年平均气温5.1℃,无霜期110 天左右,年平均降雨量660 毫米,年平均相对湿度71%,年平均蒸发量为1374.8 毫米。土壤成土母质以残积和坡积母质为主,受海拔高度、气候条件和森林植被的影响,土壤垂直带谱明显,主要有高山寒漠土、高山草甸土、亚高山灌丛草甸土、山地棕壤土、黑土、红土、石质土等7 种。属于森林生态系统类型保护区,以天然林、人工林及高寒草甸草原为主,体现了青藏高原与黄土高原过渡地带的典型植被组合特征。
依据《甘肃省草原监测评价工作方案》和《甘肃省草原监测评价技术细则》,在“国土三调”划定的草地范围界限内,结合“林地一张图”在保护区范围内布设10个样地,30 个样方进行调查监测。
1.样点布设:采用典型布设方法,样点间隔不小于4 公里。温性山地草甸、高山(高寒)草甸、亚高山(冷性山地)草甸设置大样点,面积为10 公顷~100 公顷;林间草地、低地草甸、沼泽草甸、暖性草丛、暖性灌草丛和部分山地草甸,设置较小样点,面积为0.25 公顷~10公顷。样点布设要考虑位置、植被和垂直带谱代表性。
2.样方布设:样点内设置样方既要考虑代表性,又要有随机性、典型性,按照植物的高度和株丛幅度样方为草本、半灌木及矮小灌木样方,每个样点设置不少于3 个样方,每个样方间隔不小于150 米,面积较小、地形狭窄、草地群落结构空间异质性较大的草地不小于50 米。样方面积1 平方米(1 米×1 米)。
1.样点调查:调查人员选定样点后,记录样点的行政区划、地理坐标,通过目测和使用仪器调查并记载样点的地形特征、立地条件、地表特征和地表侵蚀并拍照。环绕样点一周,观察并记录样点的草原类别、植被结构、草地利用方式和利用强度并拍照。选择样点内3个典型样点,观察、测量、计算、记录样点的植被概貌和物种特征,查阅工具确定其草原类型,对植被概貌和优势物种进行拍照。在3 个典型采样点附近,用取样深度为1 米的土钻采取土样,确定其土壤特征。
2.样方调查:选择好典型样方,用样方框或线绳进行边界固定,对样方拍照。填写样方基本信息和地理坐标,用目测法(2 人~3 人估计求平均值)或针刺法测量样方总盖度,记录样方内每一物种的中文标准名。每一样方内确定13 种优势种,估计其分盖度,并对每一物种分别拍照。样方中植物地上生物量用收获法和烘干称量法进行测定。对每一装袋的草样(群落每一物种及凋落物)及时风干,待重量稳定后进行称重求其干重。
草原监测10 个样点布设在关滩、新营、东湾和紫沟4 个保护站,其中:关滩3 个、新营3 个、东湾2 个、紫沟2 个。调查显示,除东湾2 号样点属于高山草甸外,其余样点均属山地草甸。保护区草原分为高山(高寒)草甸、温性山地草甸和亚高山(冷性山地)草甸3 种亚类,包括披碱草草地、嵩草草地和其它草地3 种植被类型。
1.地上总生物量鲜重、干重数值对比:关滩3 号样点亚高山(冷性山地)草甸其它草地生物量鲜重、干重数值最大,新营2 号样点亚高山(冷性山地)草甸中的嵩草草地数值最小。不同草地亚类间比较,温性山地草甸样点间草地地上生物量总干重差别较小,亚高山(冷性山地)草甸样点间差别较大。
2.物种丰富度对比:新营2 号样点亚高山(冷性山地)草甸中的嵩草草地物种丰富度最高,新营1 号样点温性山地草甸中的披碱草草地最低。不同分布区位间比较,关滩样点间物种丰富度差别较小,新营样点间物种丰富度差别较大。
3.植被盖度对比:所有样点的植被盖度均在95.0%以上。关滩3 号样点亚高山(冷性山地)草甸植被盖度最高,达97.7%,关滩1 号样点亚高山(冷性山地)草甸披碱草草地和2 号样点亚高山(冷性山地)草甸其他草地最低,为95%。不同草地亚类间比较,温性山地草甸样点间物种丰富度差别较小,亚高山(冷性山地)草甸样点间物种丰富度差别较大。不同草地结构间比较,其他草地样点间物种丰富度差别较大,嵩草草地样点间物种丰富度差别较小。
4.草群平均高度对比:关滩3 号样点亚高山(冷性山地)草甸其它草地草群平均高度最高,达67.3 厘米,新营1 号样点温性山地草甸披碱草草地最低,为23.0厘米。不同分布区位间比较,新营样点间草群平均高度差别较小,关滩样点间草群平均高度差别较大。不同草地亚类间比较,温性山地草甸样点间草群平均高度差别较小,亚高山(冷性山地)草甸样点间草群平均高度差别较大。不同草地结构间比较,嵩草草地样点间草群平均高度差别较小,披碱草草地样点间草群平均高度差别较大。
5.土壤厚度对比:关滩2 号样点亚高山(冷性山地)草甸其它草地和新营1 号样点温性山地草甸披碱草草地土层厚度最厚,均为32 厘米,紫沟2 号样点温性山地草甸披碱草草地和关滩3 号样点亚高山(冷性山地)草甸其它草地土层最薄,均为25 厘米。不同草地亚类间比较,亚高山(冷性山地)草甸样点间土层厚度差别较小,温性山地草甸样点间土层厚度差别较大。
根据最新林地“一张图”数据,保护区草地面积2967 公顷,占总面积为84700公顷的3.5%,占比较小。
保护区内高山(高寒)草甸约占10%,温性山地草甸约占40%,亚高山(冷性山地)草甸约占50%。其中,高山(高寒)草甸植被盖度为97.17%,温性山地草甸植被盖度为95.92%,亚高山(冷性山地)草甸植被盖度为96.33%,则保护区综合植被盖度为(10%×97.17%+40%×95.92%+50%×96.33%)=96.25%。
通过对样地实地监测及数据汇总分析,保护区草原植被长势良好,平均鲜草产量达9080.305 千克/公顷,折合干草平均产量3206.805 千克/公顷。保护区内草地地上生物量在不同分布区域、草地亚类和植被结构上差异明显。从分布区域来看,就鲜草产量而言,关滩天然草地的鲜草产量最高,东湾、紫沟次之,新营的产量最低。就干草产量而言,关滩天然草地的干草产量最高,东湾、紫沟次之,新营的产量最低。从草地亚类来看,亚高山(冷性山地)草甸的鲜、干草产量最高,温性山地草甸次之,高山(高寒)草甸最低。从不同草地植被结构来看,其他草地鲜、干草产量最高,披碱草草地次之,嵩草草地最低。
综合应用裸斑盖度占比和实际产草量产量与理论产草量比值2 种草地健康评价体系,关滩3 号样点亚高山(冷性山地)草甸其他草地综合健康等级为4 级,新营2 号样点亚高山(冷性山地)草甸中的嵩草草地为3 级,其余的所有样点草地综合健康等级均为3.5 级,表明保护区内样地草地质量处于轻度的退化水平,整体处于亚健康的状态。
太子山保护区天然草原面积较小,但草本植物丰富度高,草原在保持土壤水分和营养、防风固沙、清洁空气和保持碳资源等生态功能和价值大。保护区草原分布呈片状,草地类型、地生生物量、物种丰富度、生长量、盖度及单位面积产量受海拔、土壤影响大,今后监测和研究应找准重点。保护区草原存在轻度退化现象,威胁因素包括恶劣气候、过度放牧、旅游人员践踏、林业有害生物危害等,应该分类施策,制定系统的草地管理及治理方案对保护区草原资源进行修复、治理和保护,严防裸斑化、荒漠化和黑土滩化。